Jaká je hematoencefalická bariéra?

Krevní mozková bariéra je přítomna u všech obratlovců. Prochází mezi centrálním nervovým a oběhovým systémem. Dále se budeme bližší podívat na termín, jako je "hematoencefalická bariéra": co to je, jaké úkoly vykonává.

Historické informace

První důkaz, že existuje hematoencefalická bariéra, získal Paul Ehrlich v roce 1885. Zjistil, že barvivo vstřikované do krevního řečiště krysy se dostalo do všech tkání a orgánů, kromě mozku. Ehrlich naznačil, že látka se při intravenózním podání nevysílala do mozkové tkáně kvůli skutečnosti, že s ní nebyla příbuzná. Tento závěr byl nesprávný. V roce 1909 Ehrlichův žák, Goldman, zjistil, že trypanové modré barvivo nepronikuje do mozku, když je podáváno intravenózně, ale zbarvuje komorový vaskulární plexus. V roce 1913 prokázal, že vstřikované kontrastní činidlo v míchce koně nebo psa je distribuováno do tkání míchy a mozku, ale neovlivňuje periferní orgány a systémy. Na základě výsledků pokusů Goldman navrhl, že mezi krví a mozkem existuje překážka, která brání pronikání neurotoxických sloučenin.

Lidská fyziologie

Mozok má hmotnost přibližně 2% hmotnosti celého těla. Spotřeba kyslíku v centrálním nervovém systému činí 20% celkového objemu, který vstupuje do těla. Mozak se liší od ostatních orgánů nejmenším množstvím živin. Použijte pouze anaerobní glykolýzu, abyste zajistili vaše energetické potřeby nervových buněk není schopen. Když dojde k zastavení průtoku krve do mozku po několika sekundách ztráta vědomí a po 10 minutách umírají neurony. Fyziologie člověka je strukturována tak, že energetické požadavky mozkových struktur jsou zajištěny aktivním transportem živinových sloučenin a kyslíku prostřednictvím BBB. Krevní cévy CNS mají některé strukturální a funkční vlastnosti. To je odlišuje od krevních sítí jiných systémů a orgánů. Tyto charakteristické vlastnosti zajišťují výživu, udržování homeostázy a vylučování odpadních produktů.

Krevní mozková bariéra: fyziologie

Normální mozková aktivita je možná pouze pod biochemickou a elektrolytickou homeostázou. Kolísání vápníku v krvi, pH a další ukazatele by neměly ovlivňovat stav nervové tkáně. Mělo by být také chráněno před pronikáním neurotransmiterů, které cirkulují v krvi a jsou schopné měnit aktivitu neuronů. Cizí agenti by neměli vstoupit do mozku: patogenní mikroorganismy a xenobiotika. Strukturní znaky BBB přispívají k tomu, že je také imunologickou překážkou, protože je nepropustná pro velké množství protilátek, mikroorganismů a leukocytů. Porušení hematoencefalické bariéry může způsobit poškození CNS. Mnoho neurologických patologií je buď nepřímo nebo přímo spojeno s poškozením BBB.

Struktura

Jaká je struktura hematoencefalické bariéry? Endotelové buňky působí jako hlavní prvek. Krevní mozková bariéra také zahrnuje astrocyty a pericyty. V mozkových cévách jsou těsné kontakty mezi endotelovými buňkami. Rozestup mezi prvky BBB je menší než v jiných tkáních těla. Endotelové buňky, astrocyty a pericyty působí jako strukturální základ pro hematoencefalickou bariéru nejen u lidí, ale také u většiny obratlovců.

Formování

Až do konce dvacátého století se věřilo, že novorozence a embrya mají hematoencefalickou bariéru a její funkce nebyly plně rozvinuty. Takový poměrně rozšířený názor byl způsoben několika neúspěšnými zážitky. Během pokusů byly embryám a dospělým zvířatům injikovány barviva příbuzné proteinům nebo jiné markery. První takové pokusy byly provedeny v roce 1920. Markery vstřikované do embryí se šíří přes mozkovou tkáň a míchovou tekutinu. U dospělých zvířat to nebylo pozorováno. Při provádění experimentů došlo k několika chybám. Zejména v některých experimentech bylo použito příliš mnoho barviv, v jiných se zvýšil osmotický tlak. V důsledku toho dochází k částečnému poškození cévní stěny, v důsledku čehož se marker šíří přes mozkovou tkáň. Při správné formulaci zkušeností nebyl pozorován průchod hematoencefalickou bariérou. V krvi embrya ve velkém objemu existují molekuly takových sloučenin, jako je transferin, alfa1-fetoprotein, albumin. Tyto látky nejsou detekovány, avšak v extracelulárním prostoru mozkové tkáně v embryonálním endotelu byl identifikován transportér P-glykoproteinu. To zase naznačuje přítomnost hematoencefalické bariéry v prenatálním období.

Propustnost

V procesu vývoje těla se zlepšuje BBB. Pro polarizované malé molekuly, například sacharózu a inulin, je propustnost hematoencefalické bariéry u novorozence a embrya významně vyšší než u dospělých. Podobný účinek byl zjištěn u iontů. Průchod inzulínu a aminokyselin přes hematoencefalickou bariéru je významně zrychlen. To je pravděpodobně kvůli velké potřebě rostoucího mozku. Současně má embryo bariéru mezi tkání a mozkomíšním moku - "pásovými kontakty" mezi prvky ependymy.

Mechanismy průchodu BBB

Existují dva hlavní způsoby překonání bariéry:

• Hematogenní (hlavní). V tomto případě látky procházejí proudem krve stěnami kapilár.
• Alkohol (volitelně). V tomto případě se penetrace látek provádí ve spojení s mozkomíšním moku. Likvorná dráha působí jako mezilehlé spojení mezi gliální (nervovou) buňkou a krví.

Nejjednodušší způsob, jak proniknout do hematoencefalické bariéry, je proniknout do malých molekul (například kyslíku) nebo do prvků, které jsou snadno rozpustné v součástech lipidové membrány umístěné v gliových buňkách (například v ethanolu). Prostřednictvím vysoce specializovaných mechanismů k překonání hematoencefalické bariéry proniká houbami, bakteriemi a viry. Například herpetické patogeny procházejí nervovými buňkami slabého organismu a vstupují do centrálního nervového systému.

Použití vlastností BBB ve farmakologii

Moderní účinné léky jsou vyvinuty s přihlédnutím k permeabilitě hematoencefalické bariéry. Například farmaceutický průmysl vyrábí syntetické analgetika na bázi morfinu. Ale na rozdíl od něj léky neprocházejí BBB. Z tohoto důvodu léky účinně zmírňují bolesti, aniž by pacienti byli závislí na morfinu. Existují různé antibiotika, které pronikají do hematoencefalické bariéry. Mnohé z nich jsou považovány za nepostradatelné při léčbě některých infekčních patologií. Je třeba si uvědomit, že předávkování léky může způsobit vážné komplikace - paralýzu a smrt nervu. V tomto ohledu odborníci neodporučují samoléčbu antibiotiky.

Léky procházející BBB

Bariéra hematoencefalie je charakterizována selektivní permeabilitou. Například některé z biologicky aktivních sloučenin - katecholaminů například neprocházejí BBB. Přesto existují malé oblasti v blízkosti hypofýzy, epifýza a řada míst hypothalamusů, kde tyto látky mohou proniknout do hematoencefalické bariéry. Předepisující léčbu lékař zohledňuje charakteristiky BBB. Například v praktické gastroenterologii se při posouzení intenzity vedlejších účinků některých léků přihlédne k propustnosti bariéry trávicí orgány. V takovém případě se snažte upřednostňovat ty léky, které jsou horší než BBB. Pokud jde o antibiotika, mezi dobře pronikající bariérou by měla být zaznamenána droga "Nifuratel". To je také známé jako "McMiror". Dobře překonat prokinetiku BBB první generace. Zejména jim nesou takové prostředky jako "bimarální", "metoklopramid". Účinnou látkou v nich je bromoprid. BBB a přípravky z následujících generací prokinetiky procházejí dobře. Mezi nimi jsou takové léky jako Motilak, Motilium. V nich je účinnou látkou domperidon. Horší část proniknout k hematoencefalické bariéře takových léků jako je "Itomed" a "Ganaton". V nich je účinnou látkou itoprid. Nejlepší stupeň průchodu BBB se pozoruje u takových léků, jako je Ampicillin a Cefazolin. Rovněž je třeba říci, že schopnost pronikat hematoencefalickou bariérou do sloučenin rozpustných v tucích je vyšší než schopnost pronikat do vodorozpustných sloučenin.